[发明专利]使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置

说明书

技术领域

本公开发明是一种使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置，属于电学技术领域。

背景技术

本发明装置使用了光线发射装置、光线接收装置、腔体、时钟脉冲信号发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源，工作原理是用光线发射装置在腔体内向光线接收装置发射脉冲光线，根据运动叠加原理，因为腔体的运动，使得光线在腔体的传播长度发生变化，从而使得光线在腔体的传播时间发生变化。用时钟脉冲计数器测量光线在腔体的传播时间，建立方程组，可以推算出物体的运动速度及方向。使用微处理器按特定公式、参数进行编程逻辑运算，可以计算出物体的运动速度及方向，反馈计算结果到显示器，可以显示出物体的运动速度及方向。

发明内容

用一个中空的、可传播光线的腔体3，在其一端安装光线发射装置1，在另一端安装光线接收装置2，对腔体3抽高真空并密封。精确测量腔体3内从光线发射装置1到光线接收装置2之间的长度，记为L。

把腔体3安装固定到测量物体上，使腔体3中的光线传播方向和物体的运动方向5互相平行（图中未画出物体，只画出物体的运动方向）。

配套的电子设备，配合时钟脉冲发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源使用（图上未画出电子设备）。

本公开发明所采用的技术方案是：

时钟脉冲发生器产生固定频率、宽度计数时钟脉冲信号，输入到时钟脉冲计数器计数脉冲数量。

微处理器定时发出信号，激发光线发射装置1、时钟脉冲计数器同时动作，光线发射装置1开始发出脉冲光线4，时钟脉冲计数器也开始计数脉冲信号。

光线在腔体3中传播的速度是恒定的。在时间t内，当脉冲光线4到达光线接收装置1后，光线接收装置1反馈信号到时钟脉冲计数器，使时钟脉冲计数器停止计数脉冲数量。若时钟脉冲计数器计数的脉冲宽度是t₀，脉冲数量为n，则脉冲光线4在腔体的传播时间为t为：

当物体带动腔体3的运动方向和脉冲光线4的传播方向相同时，根据运动叠加原理，在时间t内，光线传播的长度等于腔体3长度加上腔体运动长度，即：

c为真空光速度，L为腔体长度，v为物体运动速度。

当物体的运动方向和脉冲光线4的传播方向相反时，根据运动叠加原理，在时间t内，光线传播的长度等于腔体3长度减去腔体运动长度，即：

当腔体3静止时，测量腔体3的光线传播时间，记为T₀，对比脉冲光线4在腔体3的传播时间t和腔体静止时的传播时间T₀，就可以判断物体相对于光线的运动方向：

当测量的光线的传播时间t大于腔体静止时的光线的传播时间T₀时，即t>T₀，说明物体的运动方向和光线传播方向相同，可将物体的运动状态定义为前进；

当测量的光线的传播时间t小于腔体静止时的光线的传播时间T₀时，即t<T₀，说明物体的运动方向和光线传播方向相反，可将物体的运动状态定义为后退；；

当测量的光线的传播时间t等于腔体静止时的光线的传播时间T₀时，即t=T₀，说明物体相对于腔体静止时对应的参照系静止，可将物体的运动状态定义为静止。

微处理器根据方程式、参数进行编程逻辑运算，就可以计算出腔体3的运动速度，腔体3和物体安装固定在一起，腔体3的速度就是物体的运动速度。反馈计算结果到显示器，就可以显示出物体的运动速度及方向。

用3个这样的装置组成xyz三维直角坐标系，就可以测量物体在x轴、y轴、z轴方向的运动速度及方向。

当装置静止，介质运动时，本装置测量的是介质的运动速度。

本装置安装在旋转物体的转盘上，光线的传播方向和转盘运动方向互相平行，可以测量物体的旋转线速度及方向，计算式为：

ω为物体的旋转角速度，v为物体的旋转线速度，R为物体的半径。

附图说明：

图1是本装置实施的正面示意图。

图2是本装置实施的控制系统图。

图3是本装置另一个实施例的正面示意图。

图中：光线发射装置1、光线接收装置2、腔体3、脉冲光线4、物体的运动方向5。

具体实施方式：